电路分析基础知识归纳(20210222133222)
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电路分析基本知识点电路分析是电子工程学的基础内容,它主要涉及电流、电压、电阻和功率等基本概念和定律。
在电路分析中,我们研究和解决各种电路中的问题,包括电流分布、电压分布、功率损耗、电阻等。
1.电流定律:电路中的电流定律包括基尔霍夫电流定律和欧姆定律。
- 基尔霍夫电流定律(Kirchhoff's Current Law, KCL):在任意节点处,进入节点的电流等于离开节点的电流总和。
- 欧姆定律(Ohm's Law):电路中通过两点的电流与这两点之间的电压成正比,比例常数为电阻。
2.电压定律:电路中的电压定律包括基尔霍夫电压定律和欧姆定律。
- 基尔霍夫电压定律(Kirchhoff's Voltage Law, KVL):电路中沿着任意闭合回路所经过的电压总和等于零。
- 欧姆定律(Ohm's Law):电路中通过两点的电流与这两点之间的电压成正比,比例常数为电阻。
3.串联和并联电路:-串联电路:在串联电路中,电流只有一条路径可以流过,电压在各个元件之间分配。
串联电路中的电阻等效为各个电阻之和。
-并联电路:在并联电路中,电压相同,但电流会分流通过不同的元件。
并联电路中的电阻等效为各个电阻的倒数之和的倒数。
4.雷诺定理:雷诺定理是用来计算电路中耦合电阻的定理。
耦合电阻指的是由于电阻元件之间发生热交换而导致的电阻值的变化。
雷诺定理的表达式为:R=R_0(1+αT),其中R_0是参考温度下的电阻值,α是电阻的温度系数,T是温度变化。
5.理想电压源和理想电流源:理想电压源在电路中提供一个固定的电压,电流大小不确定;理想电流源提供一个固定的电流,电压大小不确定。
这两种理想源可以被用来简化电路分析。
6.超节点法:超节点法(Supernode Method)用于解决包含理想电流源的电路问题。
通过将电流源所在的节点和与之相连的电压变量节点合并为一个“超节点”,可以减少未知量的个数,简化计算。
电路分析基础知识点电路分析是电子工程学科中的重要内容,它涵盖了电流、电压、电阻等基础知识点。
对于初学者来说,掌握电路分析的基本概念和方法是非常重要的。
本文将介绍电路分析的一些基础知识点。
首先,我们来介绍电流和电压。
电流是电荷在单位时间内通过导体截面的量,通常用字母I表示,单位是安培(A)。
而电压是电荷在导体中移动时的势能差,通常用字母U表示,单位是伏特(V)。
在电路分析中,电压和电流是我们要关注的主要量。
其次,我们来讨论电阻。
电阻是电路中对电流流动产生阻碍的元件,通常用希腊字母Ω(欧姆)表示,单位是欧姆(Ω)。
电阻的大小与电流的关系可以通过欧姆定律来描述,即U=IR,其中U表示电压,I表示电流,R表示电阻。
欧姆定律告诉我们,电压与电流成正比,电阻越大,通过电阻的电流越小。
在电路分析中,我们还需要了解串联电路和并联电路。
串联电路是将多个电阻或其他元件依次连接在一起,电流依次通过每个元件,形成电流的路径。
而并联电路是将多个电阻或其他元件同时连接在一起,电压相同,形成电压的路径。
接下来是电路中的节点和支路。
节点是电路中的连接点,可以是一个导线的分岔处或元件的引出端点。
支路是连接节点的路径,可以是电源、电阻等元件。
节点和支路的概念非常重要,通过分析电路的节点和支路可以更好地理解电路的结构和性质。
此外,我们还需要了解电路中的电源。
电路中的电源提供电压或电流源,使电路中的元件能够正常工作。
电源可以是直流电源或交流电源,常见的直流电源有电池,交流电源则是我们生活中使用的交流电。
最后,我们来讨论一下电路中的电容和电感。
电容是一种存储电荷的元件,可以将电荷储存起来,并在需要时释放出来。
电感则是一种存储能量的元件,当电流通过电感时,会在电感中产生磁场,这个磁场中的能量可以在电流消失时释放出来。
电路分析的基础知识点涵盖了电流、电压、电阻、串联电路、并联电路、节点、支路、电源、电容和电感等内容。
掌握这些基础知识点,我们可以更好地理解、分析和设计电路。
电路分析基础总结电路分析是电子工程领域中的重要一环,它涉及到电流、电压、电阻等电路基本元件的运行原理和相互作用。
在学习电路分析的过程中,我们需要掌握一些基本概念和方法。
本文将对电路分析的基础知识进行总结,帮助读者更好地理解和应用。
一、基本电路元件1. 电流源和电压源:电流源是能够提供恒定电流的元件,通常用I表示;电压源则是能够提供恒定电压的元件,通常用V表示。
它们在电路中起到驱动元件的作用,是电路的基础。
2. 电阻:电阻是阻碍电流流动的元件,它的作用是限制电流的大小。
电阻的大小用欧姆(Ω)表示,符号为R。
3. 电容:电容是储存电荷的元件,它由两个导体板和介质组成,通过电场作用来存储电荷。
电容的大小用法拉第(F)表示,符号为C。
4. 电感:电感是储存磁能的元件,它由线圈形成,通过变化的电场来产生感应电动势。
电感的大小用亨利(H)表示,符号为L。
二、基本电路定律1. 欧姆定律:欧姆定律是描述电流、电压和电阻之间关系的定律,它可以表示为V=IR,其中V表示电压,I表示电流,R表示电阻。
2. 基尔霍夫定律:基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
基尔霍夫电流定律指出,一个节点处的电流代数和为零;基尔霍夫电压定律指出,一个回路中各个电压代数和为零。
3. 配分定律:配分定律适用于并联电路,它指出在并联电路中,电流在各个支路上的配分与电阻的倒数成正比。
4. 超级位置定理:超级位置定理适用于线性电路,它指出线性电路中的任何两点间的电压和电流都可以用单一电源电路中的电压和电流来表示。
三、电路分析方法1. 等效电路:等效电路是将复杂的电路简化为简单的电路,保持两电路在某些特定终端条件下具有相同的行为。
2. 网络定理:网络定理是用来简化电路分析的重要工具,如诺顿定理、戴维南定理和最大功率传输定理等。
3. 传输线理论:传输线理论是研究电路中的电波传输和衰减等问题的数学模型,它对于高频电路和信号处理具有重要作用。
电路分析知识点总结
电路分析知识点总结
电路由电源、电键、用电器、导线等元件组成。
要使电路中有持续电流,电路中必须有电源,且电路应闭合的。
以下是电路分析知识点总结,欢迎阅读。
一、电流的规律:
(1)串联电路:i=i1+i2;
(2)并联电路:i=i1+i2
二、电路的状态:通路、开路、短路
1.定义:(1)通路:处处接通的电路;(2)开路:断开的.电路;(3)短路:将导线直接连接在用电器或电源两端的电路。
2.正确理解通路、开路和短路
三、电路的基本连接方式:串联电路、并联电路
四、电路图(统一符号、横平竖直、简洁美观)
五、电工材料:导体、绝缘体
1. 导体
(1) 定义:容易导电的物体;(2)导体导电的原因:导体中有自由移动的电荷;
2. 绝缘体
(1)定义:不容易导电的物体;(2)原因:缺少自由移动的电荷
六、电流的形成
1.电流是电荷定向移动形成的;
2.形成电流的电荷有:正电荷、负电荷。
酸碱盐的水溶液中是正负离子,金属导体中是自由电子。
七.电流的方向
1.规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向;
2.电流的方向跟负电荷定向移动的方向相反;
3.在电源外部,电流的方向是从电源的正极流向负极。
八、电流的效应:热效应、化学效应、磁效应
九、电流的大小:i=q/t
十、电流的测量
1.单位及其换算:主单位安(a),常用单位毫安(ma)、微安(μa)
2.测量工具及其使用方法:(1)电流表;(2)量程;(3)读数方法(4)电流表的使用规则。
电路分析知识点总结大全一、电路分析的基础知识1. 电路基本元件在电路分析中,最基本的电路元件包括电阻、电容和电感。
这些元件分别用来阻碍电流、储存电荷和储存能量。
此外,还有理想电源、电压源、电流源等理想元件。
2. 电路参数在电路分析中,常用的电路参数包括电压、电流、电阻、电导、电容、电感、功率等。
3. 电路定理在电路分析中,常用的电路定理包括欧姆定律、基尔霍夫定律、戴维南-诺顿定理、叠加原理等。
4. 电路图在电路分析中,常用的电路图包括电路的标准符号、线路图和接线图。
二、直流电路的分析1. 基本电路的分析方法直流电路的分析主要包括基尔霍夫定律、欧姆定律、戴维南-诺顿定理和叠加定理等。
通过这些方法可以求得电流、电压、功率等参数。
2. 串并联电路的分析串联电路的分析主要是利用欧姆定律和基尔霍夫定律,计算总电阻、电流分布和电压分布等;并联电路的分析也是利用欧姆定律和基尔霍夫定律,计算总电阻、电流分布和电压分布等。
3. 戴维南-诺顿定理的应用戴维南-诺顿定理可以将复杂电路转化为简单的等效电路,从而方便计算电路的各项参数。
4. 叠加定理的应用叠加定理通过将电路分解为多个独立的部分,分别计算每个部分对电压、电流的贡献,最后叠加得到最终结果。
三、交流电路的分析1. 交流电路的基本知识交流电路的基本知识包括交流电源、交流电压、交流电流、交流电阻、交流电抗等。
2. 交流电路的复数表示法在交流电路分析中,常使用复数表示法来分析电压、电流和阻抗等参数。
3. 交流电路的频率响应交流电路的频率响应表征了电路对不同频率信号的响应情况,通过频率响应可以分析电路的频率特性。
4. 交流电路的功率分析在交流电路中,功率的计算可以通过功率因数、有功功率和视在功率来分析电路的功率特性。
四、数字电路的分析1. 逻辑门的分析逻辑门是数字电路的基本元件,常见的逻辑门有与门、或门、非门、异或门等,通过逻辑门的组合可以实现各种逻辑运算。
2. 数字电路的布尔代数分析布尔代数是对逻辑门进行分析的基本方法,通过布尔代数可以推导出逻辑门的真值表和逻辑表达式。
电路分析基础知识点概要请同学们注意:复习时不需要做很多题,但是在做题时,一定要把相关的知识点联系起来进行整理复习,参看以下内容:1、书上的例题2、课件上的例题3、各章布置的作业题4、测试题第1、2、3章电阻电路分析1、功率P的计算、功率守恒:一个完整电路,电源提供的功率和电阻吸收的功率相等关联参考方向:ui=P-P=;非关联参考方向:ui<P吸收功率0P提供(产生)功率>注意:若计算出功率P=-20W,则可以说,吸收-20W功率,或提供20W功率2、网孔分析法的应用:理论依据---KVL和支路的VCR关系1)标出网孔电流的变量符号和参考方向,且参考方向一致;2)按标准形式列写方程:自电阻为正,互电阻为负;等式右边是顺着网孔方向电压(包括电压源、电流源、受控源提供的电压)升的代数和。
3)特殊情况:①有电流源支路:电流源处于网孔边界:设网孔电流=±电流源值电流源处于网孔之间:增设电流源的端电压u并增补方程②有受控源支路:受控源暂时当独立电源对待,要添加控制量的辅助方程3、节点分析法的应用:理论依据---KCL和支路的伏安关系1)选择参考节点,对其余的独立节点编号;2)按标准形式列写方程:自电导为正,互电导为负;等式右边是流入节点的电流(包括电流源、电压源、受控源提供的电流)的代数和。
3)特殊情况:①与电流源串联的电阻不参与电导的组成;②有电压源支路:位于独立节点与参考节点之间:设节点电压=±电压源值位于两个独立节点之间:增设流过电压源的电流i 并增补方程③有受控源支路:受控源暂时当独立电源对待,要添加控制量的辅助方程4、求取无源单口网络的输入电阻i R (注:含受控源,外施电源法,端口处电压与电流关联参考方向时,iu R i =) 5、叠加原理的应用当一个独立电源单独作用时,其它的独立电源应置零,即:独立电压源用短路代替,独立电流源用开路代替;但受控源要保留。
注意:每个独立源单独作用时,要画出相应的电路图;计算功率时用叠加后的电压或电流变量求取。
电路基础分析知识点整理电路分析基础1.(1)实际正方向:规定为从高电位指向低电位。
(2)参考正方向:任意假定的方向。
注意:必须指定电压参考方向,这样电压的正值或负值才有意义。
电压和电位的关系:U ab=V a-V b2.电动势和电位一样属于一种势能,它能够将低电位的正电荷推向高电位,如同水路中的水泵能够把低处的水抽到高处的作用一样。
电动势在电路分析中也是一个有方向的物理量,其方向规定由电源负极指向电源正极,即电位升高的方向。
电压、电位和电动势的区别:电压和电位是衡量电场力作功本领的物理量,电动势则是衡量电源力作功本领的物理量;电路中两点间电压的大小只取决于两点间电位的差值,是绝对的量;电位是相对的量,其高低正负取决于参考点;电动势只存在于电源内部。
3. 参考方向(1)分析电路前应选定电压电流的参考方向,并标在图中;(2)参考方向一经选定,在计算过程中不得任意改变。
参考方向是列写方程式的需要,是待求值的假定方向而不是真实方向,因此不必追求它们的物理实质是否合理。
(3)电阻(或阻抗)一般选取关联参考方向,独立源上一般选取非关联参考方向。
(4) 参考方向也称为假定正方向,以后讨论均在参考方向下进行,实际方向由计算结果确定。
(5)在分析、计算电路的过程中,出现“正、负”、“加、减”及“相同、相反”这几个名词概念时,切不可把它们混为一谈。
4. 电路分析中引入参考方向的目的是为分析和计算电路提供方便和依据。
应用参考方向时,“正、负”是指在参考方向下,电压和电流的数值前面的正、负号,若参考方向下一个电流为“-2A”,说明它的实际方向与参考方向相反,参考方向下一个电压为“+20V”,说明其实际方向与参考方向一致;“加、减”指参考方向下列写电路方程式时,各项前面的正、负符号;“相同、相反”则是指电压、电流是否为关联参考方向,“相同”是指电压、电流参考方向关联,“相反”指的是电压、电流参考方向非关联。
5.基尔霍夫定律基尔霍夫定律包括结点电流定律(KCL)和回路电压(KVL)两个定律,是集总电路必须遵循的普遍规律。
电路分析基础电路分析是电子工程中的一个重要基础知识点,它涉及到电流、电压、电阻等各种电路元件之间的相互关系以及在电路中的运行规律。
本文将介绍电路分析的基础知识、常见电路模型和分析方法。
一、基本概念在进行电路分析之前,我们需要了解一些基本概念。
1. 电流(I):电流是电子在电路中的流动方向,它的单位是安培(A)。
2. 电压(V):电压是电子在电路中的能量差异,它的单位是伏特(V)。
3. 电阻(R):电阻是电路元件对电流的阻碍程度,它的单位是欧姆(Ω)。
4. 电路:电路由电子器件和电源组成,它是电子设备完成特定功能的基本元件。
二、常见电路模型在电路分析中,有几种常见的电路模型,它们可以帮助我们更好地理解和分析电路。
1. 简单串并联电路简单串并联电路由电阻元件连接而成,其中串联电路是电阻依序连接,而并联电路是电阻同时连接。
2. 直流电路直流电路是指电流方向恒定的电路,其中电流的大小和方向不随时间变化。
3. 交流电路交流电路是指电流方向随时间周期性变化的电路,其中交流电流的频率、幅度和相位等特性是需要考虑的因素。
三、分析方法在电路分析中,我们需要采用一些方法来计算电路中的电压、电流等参数。
1. 基尔霍夫定律基尔霍夫定律是电路分析的重要工具,它分为基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
基尔霍夫电流定律指出,在电路的任何一个节点处,进入节点的电流等于离开节点的电流之和。
基尔霍夫电压定律指出,在电路中沿着任意一个回路,从一个节点到达回到该节点所经过的电压是零。
2. 电阻定律电阻定律是用来计算电阻上的电压和电流之间关系的方法,其中存在欧姆定律和功率定律。
欧姆定律指出,电阻上的电压与电阻上的电流成正比,即V = IR,其中V是电压,I是电流,R是电阻。
功率定律指出,电阻上的功率与电阻上的电流平方成正比,即P = I²R,其中P是功率,I是电流,R是电阻。
3. 网孔分析法网孔分析法是一种通过构建回路方程组来解决电路问题的方法,其中回路方程组可以通过基尔霍夫定律得到。
电路分析基础1.(1)实际正方向:规定为从高电位指向低电位。
(2)参考正方向:任意假定的方向。
注意:必须指定电压参考方向,这样电压的正值或负值才有意义。
电压和电位的关系:U ab=V a-V b2.电动势和电位一样属于一种势能,它能够将低电位的正电荷推向高电位,如同水路中的水泵能够把低处的水抽到高处的作用一样。
电动势在电路分析中也是一个有方向的物理量,其方向规定由电源负极指向电源正极,即电位升高的方向。
电压、电位和电动势的区别:电压和电位是衡量电场力作功本领的物理量,电动势则是衡量电源力作功本领的物理量;电路中两点间电压的大小只取决于两点间电位的差值,是绝对的量;电位是相对的量,其高低正负取决于参考点;电动势只存在于电源内部。
3. 参考方向(1)分析电路前应选定电压电流的参考方向,并标在图中;(2)参考方向一经选定,在计算过程中不得任意改变。
参考方向是列写方程式的需要,是待求值的假定方向而不是真实方向,因此不必追求它们的物理实质是否合理。
(3)电阻(或阻抗)一般选取关联参考方向,独立源上一般选取非关联参考方向。
(4) 参考方向也称为假定正方向,以后讨论均在参考方向下进行,实际方向由计算结果确定。
(5)在分析、计算电路的过程中,出现“正、负”、“加、减”及“相同、相反”这几个名词概念时,切不可把它们混为一谈。
4. 电路分析中引入参考方向的目的是为分析和计算电路提供方便和依据。
应用参考方向时,“正、负”是指在参考方向下,电压和电流的数值前面的正、负号,若参考方向下一个电流为“-2A”,说明它的实际方向与参考方向相反,参考方向下一个电压为“+20V”,说明其实际方向与参考方向一致;“加、减”指参考方向下列写电路方程式时,各项前面的正、负符号;“相同、相反”则是指电压、电流是否为关联参考方向,“相同”是指电压、电流参考方向关联,“相反”指的是电压、电流参考方向非关联。
5.基尔霍夫定律基尔霍夫定律包括结点电流定律(KCL)和回路电压(KVL)两个定律,是集总电路必须遵循的普遍规律。
电路分析的基础知识The document was prepared on January 2, 2021第一章电路分析的基础知识内容提要【了解】电路的相关概念【熟悉】三个基本物理量:电流、电压、功率【掌握】电路元件的伏安关系(电阻、电感、电容、电源)【掌握】电路结构的基尔霍夫定律(KCL、KVL)【掌握】简单直流电阻电路的分析方法(电阻的串、并联及分压、分流公式)【熟悉】等效变换、戴维南定理、迭加定理【了解】 RC的过渡过程一.一.网上导学二.二.典型例题三.三.本章小结四.四.习题答案网上导学*概述:由三部分组成电路分析(直流,第一章)、电子技术(数字,二~七)、数字系统(了解,八)特点:1.1. 相关课程删除(大学物理、电路与磁路)和滞后(高等数学 ),难度大;2.2. 内容多、课时少,强调自主学习;3.3. 是一门实践性很强的课程(实验).要求认真听课,独立完成作业*了解电路的相关概念:p1~p3电路(电路元件的联结体)、作用(产生或处理信号、功率);电路分析〔电路结构和参数→求解待求电量,唯一〕,电路设计〔电路所要实现功能→求解电路结构和参数,多样〕电路结构的相关名词:支路(“串联”),节点(支路连接点),回路及绕行方向〔参考图。
图一.三个基本物理量电流、电压和功率:p3~p71.1. 电流:定义〔I=ΔQ/Δt〕、单位(A)、字符〔I、i、i(t)〕,电流的真实方向(正电荷)〔参考图⒈⒉⒈P3〕2.图电压:定义〔Uab=ΔW/ΔQ〕、单位(V)、字符〔U、u、u(t)〕,电压的真实极性(+、-)〔参考图⒈⒉⒊P4〕图电压和电位的关系:电位:节点对参考点电压,Ua=Uao;电压:两片点间电位差,Uab=Ua-Ub=-Uba;例电路如图所示,试分别求出当c或b点为参考点时电位Ua、Ub 和Uab.R上=2KΩ, R下=8KΩ当c点为参考点时,Ua=10V, Ub=8V, Uab=10-8=2V,当b点为参考点时,Ua=2V, Ub=0V, Uab=2-0=2V,结论:当选择不同参考点时,各点的电位可能不同,但两点间电压保持不变.4.电流、电压的参考方向和极性:电流和电压不仅有大小,而且有方向或极性.在分析复杂电路时,它们的实际电流方向或电压极性往往一时难以确定,为便于分析和计算.我们一般先给它们任意假定一个方向或极性,称之为参考方向或参考极性,当根据假设的参考方向和参考极性最终计算出来的电流或电压值是正的.则说明假定的参考方向或参考极性实与实际的电流方向或电压极性一致,反之如果最终计算出耒的值是负的, 则说明假定的参考方向或参考极性与实际的电流方向或电压极性相反.5.关联参考方向和功率:①①关联和非关联参考方向关联:电流的参考方向指向电压参考极性的电压降方向,如图(a)(b)非关联:电流的参考方向指向电压参考极性电压升方向,如图(c)(d)②图功率:定义〔P=ΔW/Δt〕、单位(W)、字符〔P〕公式:关联 p=ui;非关联 p=-ui功率的吸收与产生:(根据最终计算出的P值的正、负来判断) p>0 吸收(消耗) , p<0 产生分析图⒈⒉⒌P6,功率的计算;例⒈⒉⒉P7,功率平衡。
电路分析知识点总结电路分析是电子工程中的重要基础知识,对于电子工程师来说是必须掌握的。
在电子设备的设计、维修和故障排除中,电路分析是关键的一环。
本文将就电路分析的一些基础知识点进行总结。
一、电路元件及其特性1. 电阻:电阻是电路中最基本的元件之一,用于限制电流的流动。
电阻的大小用欧姆(Ω)来度量,电阻的特性为电阻值不随电流和电压的变化而变化。
2. 电容:电容是具有储存电荷能力的元件,用于在电路中储存和释放电能。
电容的大小用法拉(F)来表示,电容的特性为电容值随电压的变化而变化。
3. 电感:电感是具有储存电磁能力的元件,用于在电路中储存和释放磁能。
电感的大小用亨利(H)来表示,电感的特性为电感值随电流的变化而变化。
二、基本电路定律1. 欧姆定律:欧姆定律是电路分析中最基本的定律之一,它描述了电流、电压和电阻之间的关系。
欧姆定律的数学表达式为U=IR,其中U代表电压,I代表电流,R代表电阻。
2. 基尔霍夫定律:基尔霍夫定律是用于分析电路中电流和电压的分布情况的定律。
它包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律两个方面。
基尔霍夫电流定律表明,在任何一个电路节点处,流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。
基尔霍夫电压定律表明,在任何一个电路回路中,电压上升之和等于电压下降之和。
三、电路分析方法1. 罗尔定律:罗尔定律是通过对电路中的电流(电压)与电阻关系的微分方程进行求解,来得到电路中电流(电压)的分布情况。
罗尔定律适用于线性电路。
2. 电压和电流除法:利用电路中串联和并联的电阻(电容或电感)之间的关系,可以将电路分解为简单的串联或并联电路。
然后可以应用欧姆定律来计算电流和电压的数值。
3. 线性代数方法:对于复杂的电路,可以使用线性代数方法进行分析。
通过建立电路方程组,并使用高斯消元法或克拉默法则等方法求解电路方程组,可以得到电路中电流和电压的分布情况。
四、交流电路分析1. 交流电压和电流:交流电路中的电压和电流是随时间变化的,采用正弦波形表示。
电路分析的基础知识第一章电路分析的基础知识内容提要【了解】电路的相关概念【熟悉】三个基本物理量:电流、电压、功率【掌握】电路元件的伏安关系(电阻、电感、电容、电源)【掌握】电路结构的基尔霍夫定律(KCL、KVL)【掌握】简单直流电阻电路的分析方法(电阻的串、并联及分压、分流公式)【熟悉】等效变换、戴维南定理、迭加定理【了解】 RC的过渡过程一.一.网上导学二.二.典型例题三.三.本章小结四.四.习题答案网上导学*概述:由三部分组成电路分析(直流,第一章)、电子技术(数字,二~七)、数字系统(了解,八)特点:1.1. 相关课程删除(大学物理、电路与磁路)和滞后(高等数学 ),难度大;2.2. 内容多、课时少,强调自主学习;3.3. 是一门实践性很强的课程(实验).要求认真听课,独立完成作业*了解电路的相关概念:p1~p3电路(电路元件的联结体)、作用(产生或处理信号、功率);电路分析〔电路结构和参数→求解待求电量,唯一〕,电路设计〔电路所要实现功能→求解电路结构和参数,多样〕电路结构的相关名词:支路(“串联”),节点(支路连接点),回路及绕行方向〔参考图1.1.1〕P2。
图1.1.1一.三个基本物理量电流、电压和功率:p3~p71.1.电流:定义〔I=ΔQ/Δt〕、单位(A)、字符〔I、i、i(t)〕,电流的真实方向(正电荷)〔参考图⒈⒉⒈P3〕图1.2.12.2.电压:定义〔Uab=ΔW/ΔQ〕、单位(V)、字符〔U、u、u(t)〕,电压的真实极性(+、-)〔参考图⒈⒉⒊P4〕图1.2.33.电压和电位的关系:电位:节点对参考点电压,Ua=Uao;电压:两片点间电位差,Uab=Ua-Ub=-Uba;例电路如图所示,试分别求出当c或b点为参考点时电位Ua、Ub 和Uab.R上=2KΩ, R下=8KΩ当c点为参考点时,Ua=10V, Ub=8V, Uab=10-8=2V,当b点为参考点时,Ua=2V, Ub=0V, Uab=2-0=2V,结论:当选择不同参考点时,各点的电位可能不同,但两点间电压保持不变.4.电流、电压的参考方向和极性:电流和电压不仅有大小,而且有方向或极性.在分析复杂电路时,它们的实际电流方向或电压极性往往一时难以确定,为便于分析和计算.我们一般先给它们任意假定一个方向或极性,称之为参考方向或参考极性,当根据假设的参考方向和参考极性最终计算出来的电流或电压值是正的.则说明假定的参考方向或参考极性实与实际的电流方向或电压极性一致,反之如果最终计算出耒的值是负的, 则说明假定的参考方向或参考极性与实际的电流方向或电压极性相反.5.关联参考方向和功率:①①关联和非关联参考方向关联:电流的参考方向指向电压参考极性的电压降方向,如图(a)(b) 非关联:电流的参考方向指向电压参考极性电压升方向,如图(c)(d) 图1.2.6②②功率:定义〔P=ΔW/Δt〕、单位(W)、字符〔P〕公式:关联 p=ui;非关联 p=-ui功率的吸收与产生:(根据最终计算出的P值的正、负来判断) p>0 吸收(消耗) , p<0 产生分析图⒈⒉⒌P6,功率的计算;例⒈⒉⒉P7,功率平衡。
《电路分析基础》知识归纳一、基本概念1.电路:若干电气设备或器件按照一定方式组合起来,构成电流的通路。
2.电路功能:一是实现电能的传输、分配和转换;二是实现信号的传递与处理。
3.集总参数电路近似实际电路需满足的条件:实际电路的几何尺寸l (长度)远小于电路正常工作频率所对应的电磁波的波长λ,即l 。
4.电流的方向:正电荷运动的方向。
5.关联参考方向:电流的参考方向与电压降的参考方向一致。
6.支路:由一个电路元件或多个电路元件串联构成电路的一个分支。
7.节点:电路中三条或三条以上支路连接点。
8.回路:电路中由若干支路构成的任一闭合路径。
9.网孔:对于平面电路而言,其内部不包含支路的回路。
10.拓扑约束:电路中所有连接在同一节点的各支路电流之间要受到基尔霍夫电流定律的约束,任一回路的各支路(元件)电压之间要受到基尔霍夫电压定律约束,这种约束关系与电路元件的特性无关,只取决于元件的互联方式。
11.理想电压源:是一个二端元件,其端电压为一恒定值U S(直流电压源)或是一定的时间函数u S(t ),与流过它的电流(端电流)无关。
12.理想电流源是一个二端元件,其输出电流为一恒定值I S(直流电流源)或是一定的时间函数i S(t ),与端电压无关。
13.激励:以电压或电流形式向电路输入的能量或信号称为激励信号,简称为激励。
14.响应:经过电路传输处理后的输出信号叫做响应信号,简称响应。
15.受控源:在电子电路中,电源的电压或电流不由其自身决定,而是受到同一电路中其它支路的电压或电流的控制。
16.受控源的四种类型:电压控制电压源、电压控制电流源、电流控制电压源、电流控制电流源。
17.电位:单位正电荷处在一定位置上所具有的电场能量之值。
在电力工程中,通常选大地为参考点,认为大地的电位为零。
电路中某点的电位就是该点对参考点的电压。
18.单口电路:对外只有两个端钮的电路,进出这两个端钮的电流为同一电流。
19.单口电路等效:如果一个单口电路N1 和另一个单口电路N2端口的伏安关系完全相同,则这两个单口电路对端口以外的电路而言是等效的,可进行互换。
20.无源单口电路:如果一个单口电路只含有电阻,或只含受控源或电阻,则为不含独立源单口电路。
就其单口特性而言,无源单口电路可等效为一个电阻。
21.支路电流法:以电路中各支路电流为未知量,根据元件的VAR和KCL、KVL 约束关系,列写独立的KCL方程和独立的KVL方程,解出各支路电流,如果有必要,则进一步计算其他待求量。
22.节点分析法:以节点电压(各独立节点对参考节点的电压降)为变量,对每个独立节点列写KCL方程,然后根据欧姆定律,将各支路电流用节点电压表示,联立求解方程,求得各节点电压。
解出节点电压后,就可以进一步求得其他待求电压、电流、功率。
23.回路分析法:以回路电流(各网孔电流)为变量,对每个网孔列写KVL 方程,然后根据欧姆定律,将各回路电压用回路电流表示,联立求解方程,求得各回路电流。
解出回路电流后,就可以进一步求得其他待求电压、电流、功率。
24.电容电压具有记忆性:在电容电流为有限值的条件下,电容电压不能跃变,即电容电压具有连续性。
25.电感电流具有记忆性:在电感电压为有限值的条件下,电感电流不能跃变,即电感电流具有连续性。
26.一阶电路:一阶常微分方程描述的电路。
二、基本定理、定律1.基尔霍夫电流定律对于集总参数电路中的任一节点而言,在任一时刻,流入(流出)该节点的所有支路电m流的代数和恒为零。
数学表达式为i k(t) 0,i k(t)为流入(流出)该节点的第k 条支路k1的电流,m 为与该节点相连的支路数。
2.基尔霍夫电压定律。
对于集总参数电路中的任一回路而言,在任一时刻,沿选定的回路方向,该回路中所有m 支路(或元件)电压降的代数和恒等于零。
数学表达式为:u k(t) 0,u k(t)为第k 条k1支路(或第k 个元件)的电压,m 为该回路包含的支路数(或元件数)。
3.叠加定理在任何由线性电阻、线性受控源及独立源组成的线性电路中,每一元件的电流或电压响应都可以看成是电路中各个独立源单独作用时,在该元件上所产生的电流或电压响应的代数和。
当某一独立源单独作用时,其他独立源为零值,即独立电压源用短路代替,独立电流源用开路代替。
4.置换定理在具有唯一解的线性或非线性电路中,若已知某一支路的电压u 或电流i ,则可用一个电压为u 的理想电压源或电流为i 的理想电流源来置换这条支路,对电路中其余各支路的电压和电流不产生影响。
5.戴文南定理任一线性含源单口电路N ,就其端口来看,可等效为一个理想电压源串联电阻支路。
理想电压源的电压等于含源单口电路N 端口的开路电压u OC ;串联电阻R0 等于该电路N 中所有独立源为零值时所得电路N0 的等效电阻。
6.诺顿定理任一线性含源单口电路N ,就其端口来看,可等效为一个理想电流源并联电阻组合。
理想电流源的电流等于含源单口电路N端口的短路电流i SC;并联电阻R0等于该电路N中所有独立源为零值时所得电路N0的等效电阻。
三、求解电路的方法步骤1. 理想电压源串联等效a 图所示是n 个理想电压源串联组成的单口电路。
根据KVL,很容易证明在任何外接电路下,这一电压源串联组合可等效为一个电压源如b 图所示,等效电压源的电压图 (a) 所示是任意二端电路 N 与理想电压源并联组成的单口电路。
N 可由电阻、独11立源和受控源等元件构成。
图(a)所示的单口电路的 VAR 是u=u( 对任意端电流 i ) s显然,上式与理想电压源的 VAR 相同。
因此,根据等效的定义,图 (a) 所示的单口 电路可等效为图 (b) 所示的电路,即图 (a) 的等效电路就是理想电压源本身。
图 (a) 所示是任意二端电路 N 与理想电流源串联组成的单口电路。
N 可由电阻、独立源和受控源构成。
图 (a) 所示的单口电路的 VAR 是 i =i ( 对任意端电压 u ) 。
显然, s2. 理想电流源并联等效图 (a) 所示是 n 个理想电流源并联组成的单口电路。
根据 K CL ,在任何外接电路下,可 等效为一个电流源,如图 (b) 所示,等效电流源的电流3. 任意二端电路与理想电压源并联等效4. 任意二端电路与理想电流源串联等效 nusus1 u s2usnk 1usk上式与理想电流源的VAR 相同。
根据等效的定义,图 (a) 所示的单口电路可等效为图 所示的电路,即图 (a) 的等效电路就是理想电流源本身。
2) Y 形电路等效变换为△形电路各电阻间的关系为R12 R1 R2R23 R 2 R3R13 R 1 R 36. 两种实际电源模型的等效互换: 1)实际电压源等效为实际电流源时,将实际电压源的 电压值除以串联电阻值, 得到实际电流源的电流值, 然后将串联电阻改为与电流源并联, 电流源方向与电压源的正极相同。
2)实际电流源等效为实际电压源时,将实际电流源 电流值乘以电阻值得到实际电压源的电压值,然后将并联电阻改为与R12R23R23R 12R13R12R23R13R13R 23R12 R23R13R1R2R3R12R 13(b)5.电阻 Y 形连接与Δ形连接的等效变换 1) 由△形电路等效变换为 Y 形电路各电阻间的关系为R 1R 2R3R 2R 3R1R1R 3 R 2电压源串联的电阻,电压源的正极与电流源方向一致。
7.用支路电流法分析电路的一般步骤:(1)选定各支路电流的参考方向和独立回路的绕行方向。
(2)根据KCL对n-1 个独立节点列节点电流方程。
(3)根据KVL 对独立回路列回路电压方程,其中独立回路数等于网孔数。
(4)联立求解b 个电路方程,解出b 个支路电流,进而可以求出其他待求的电压、功率等参数。
8.用节点分析法求解电路的步骤:(1)选定参考节点,标注各节点电压。
(2)对各独立节点按节点方程的一般形式列写节点方程。
(3)解方程求出各节点电压。
(4)根据节点电压进一步求得其他待求的电压、电流、功率等。
9.用回路分析法求解电路的步骤:(1)选定独立回路数(等于网孔数),选定回路电流方向,标于图中。
(2)对各独立回路按回路方程的一般形式列写回路方程。
(3)解方程求出各回路电流。
(4)由求得的回路电流,求解其他的电压、电流、功率等。
10.用三要素法分析直流一阶电路步骤:1)确定t 0 时刻(换路前)电容电压u C(0 )或电感电流i L(0 )。
此时,电路处于稳态,电容相当于开路,电感相当于短路。
2)由换路定律得u C(0 )= u C(0 )或i L(0 )= i L(0 ),作t 0 时的等效电路0 等效电路),求初始值y(0 )。
根据置换定理,将电容元件用一个源电压为u(0 )的理想电压源代替,电感元件用一个源电流为i L(0 )的理想电流C源代替。
3)作t 的等效电路,并求响应的稳态值y( ) ,当t 时,电路已进入稳态,在直流激励下,此时电容元件相当于开路,电感元件相当于短路。
4)求时间常数τ。
对于一阶RC电路,RC;对于一阶RL电路,L /R 。
其中,R是换路后从储能元件C或L 两端看进去的戴维南等效电阻。
5)将以上求得的初始值y(0 ) 、稳态值y( ) 和时间常数代入三要素公式ty(t ) y( ) [( y(0 ) y( )]e 。
即可得到在直流激励下一阶电路的响应y(t ) 。
四、动态电路的时域分析1. 电容元件和电感元件若电压与电流为关联参考方向,电容和电感有如下特性:1. 应用两种实际电源模型等效关系分析电路时,应注意以下几点:(1)实际电压源模型与实际电流源模型的等效关系只对外电路而言,对电源内部是不等效的。
(2)两种实际电源模型中内阻R S 是一样的,注意互换时电压源电压的极性与电流源电流的方向之间的关系。
(3)理想电压源与理想电流源不能等效互换。
(4)两种实际电源模型等效互换的方法可推广应用。
凡是与理想电压源串联的电阻或与理想电流源并联的电阻,都可以把它作为内阻,一起等效互换为实际电源模型。